專利名稱：數(shù)控主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控主軸裝置，屬于機(jī)械工業(yè)機(jī)床領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆床、銑床、組合機(jī)床、加工中心等因需要變速，而多是由電機(jī)連接變速箱，進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，常通過離合器和制動(dòng)器輔助控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。近期用變頻調(diào)速控制的機(jī)床主軸正在發(fā)展中，但其存在低速時(shí)發(fā)熱、力矩小、調(diào)速范圍窄、，能耗大、效率低、控制方式復(fù)雜、運(yùn)行可靠性低等缺點(diǎn)。組合機(jī)床和加工中心加工螺紋孔時(shí)要反轉(zhuǎn)，也是一個(gè)需要解決的難題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種使機(jī)床省掉傳動(dòng)系統(tǒng)，不用變速箱、離合器和制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，可靠性高，穩(wěn)定性高，工作效率高，使用壽命長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化無級(jí)調(diào)速，能夠微機(jī)智能數(shù)控主軸的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速的數(shù)控主軸裝置，解決本領(lǐng)域長(zhǎng)期以來難以解決的技術(shù)難題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該數(shù)控主軸裝置，包括主軸、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和工控微計(jì)算機(jī)，其特征在于電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與主軸相連，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)連接控制器，控制器連接工控微計(jì)算機(jī)。通過設(shè)置開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，由工控微計(jì)算機(jī)通過計(jì)算公式，以設(shè)定的各工步的多個(gè)切削速度計(jì)算出所需多個(gè)轉(zhuǎn)速，控制開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸數(shù)字化無級(jí)調(diào)控，達(dá)到機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)能按照所加工產(chǎn)品的不同、工藝要求的不同和材料的不同而變化的目的。
開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)U1連接控制器U2，控制器U2連接工控微計(jì)算機(jī)U3，工控微計(jì)算機(jī)連接鍵盤U4和顯示屏U5。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是該主軸裝置安裝在鉆床、銑床、組合機(jī)床、加工中心等因需要變速的設(shè)備上，使機(jī)床省掉傳動(dòng)系統(tǒng)，不用變速箱、離合器和制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)，還具有起動(dòng)性能好，對(duì)電網(wǎng)無沖擊，低速運(yùn)行不發(fā)熱，效率高，節(jié)能；清潔，安裝和維修方便，參數(shù)在線設(shè)定與編輯，文字提示人機(jī)界面，操作直觀等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是主軸裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是主軸裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1-2是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例其中1 U1開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3主軸 4軸承 5床身；U2控制器 U3工控微計(jì)算機(jī) U4鍵盤 U5顯示器。
下面結(jié)合圖1-2對(duì)本實(shí)用新型的數(shù)控方法及主軸裝置做進(jìn)一步說明如圖1所示電動(dòng)機(jī)1采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)1輸出軸通過聯(lián)軸器2連接主軸3。
如圖2所示，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)U1連接控制器U2，控制器U2連接工控微計(jì)算機(jī)U3，工控微計(jì)算機(jī)連接鍵盤U4和顯示屏U5。
本實(shí)用新型的機(jī)床主軸的數(shù)控方法是電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，根據(jù)輸入設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)過工控微計(jì)算機(jī)運(yùn)算，控制開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)動(dòng)作，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸動(dòng)作。開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)和控制器，電源通過控制器進(jìn)入電動(dòng)機(jī)，控制器控制電動(dòng)機(jī)動(dòng)作。輸入設(shè)備提供的數(shù)據(jù)包括第i工步的正反轉(zhuǎn)碼Qi、切削速度vi和刀具外徑Di。刀具通過夾頭安裝在主軸上。
經(jīng)過工控微計(jì)算機(jī)運(yùn)算是指工控微計(jì)算機(jī)根據(jù)公式Qi=10nei=60viπDi]]>計(jì)算所需的開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ne，公式中v為切削速度、D為刀具外徑、ne為開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min。
開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸動(dòng)作是指開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器連接主軸。
工作原理如下本數(shù)控方法主軸的計(jì)算公式如下Qi=10---(1)]]>nei=60viπDi---(2)]]>式中Qi為第i工步的正反轉(zhuǎn)碼、vi為切削速度m/s、Di為刀具外徑m、ne為開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min。
工作時(shí)在工控微計(jì)算機(jī)上輸入各工步加工工藝所要求的切削速度和轉(zhuǎn)向，工控微計(jì)算機(jī)按公式(1)-(2)計(jì)算所需的轉(zhuǎn)速ne，進(jìn)而控制開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)1 U1動(dòng)作，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)1 U1驅(qū)動(dòng)主軸3動(dòng)作。
工控微計(jì)算機(jī)U3可選用IPC610-P4 2.0/256M/40G工作平臺(tái)，也可用微處理器(CPU)、單片機(jī)、可編程計(jì)算機(jī)、可編程控制器(PLC)等具有計(jì)算處理功能的單元來代替。顯示屏U5可選用觸摸式顯示屏?？砂扬@示屏、鍵盤、工控微計(jì)算機(jī)和控制器集成為一箱體。
本實(shí)用新型可用機(jī)床類設(shè)備。
權(quán)利要求1.數(shù)控主軸裝置，包括主軸、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和工控微計(jì)算機(jī)，其特征在于電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與主軸相連，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)連接控制器，控制器連接工控微計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控主軸裝置，其特征在于開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)U1連接控制器U2，控制器U2連接工控微計(jì)算機(jī)U3，工控微計(jì)算機(jī)連接鍵盤U4和顯示屏U5。
專利摘要數(shù)控主軸裝置，屬于機(jī)械工業(yè)機(jī)床領(lǐng)域。包括主軸、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和工控微計(jì)算機(jī)，其特征在于電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與主軸相連，開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)連接控制器，控制器連接工控微計(jì)算機(jī)。不用變速箱、離合器和制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，可靠性高，穩(wěn)定性高，工作效率高，使用壽命長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化無級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23Q5/10GK2908024SQ20062008419
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月9日
發(fā)明者趙婷婷, 賈明全, 徐丙垠 申請(qǐng)人:山東科匯電氣股份有限公司